стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением

Формула изобретения

Стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением, содержащий фиксирующее устройство в виде резинометаллической воздушной камеры тормозного цилиндра и запорного клапана для удержания тормозной рычажной передачи в заторможенном состоянии, переключательный клапан для автоматического переключения воздуха от тормозного цилиндра к резинометаллической воздушной камере тормозного цилиндра через запорный клапан при заданном давлении воздуха в магистрали тормозного цилиндра и тормозные клапаны для ручного затормаживания тормозов, отличающийся тем, что корпуса переключательного и тормозных клапанов выполнены в виде пневматических цилиндров двухстороннего действия с поршнями золотникового типа, имеющими два крайних, верхнее и нижнее устойчивые фиксированные положения, два тормозных клапана управляются дистанционно вручную с помощью двух воздушных кранов, включенных в пневматическую схему стояночного тормоза, на переключательный и запорный клапаны установлены однотипные регуляторы давления клапанного типа, состоящие из резинового клапана, прикрепленного к резиновой диафрагме, направляющей втулки, регулировочной пружины, нажимного стержня, корпуса, выполненного из двух частей с фланцевым соединением и резьбой на верхней части корпуса, регулировочной крышки с резьбой, при этом седла клапана в нижней части корпуса выполнены с подводящим воздушным каналом и четырьмя отводящими осевыми воздушными каналами, а один трехходовой и два разобщительных воздушных крана предназначены для функционального переключения стояночного тормоза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к стояночным тормозам подвижного состава.

Известны системы и конструкции стояночных тормозов железнодорожного транспорта, в том числе изобретение ДКТБ "Контраст" и ВНИИЖТ "Автоматический стояночный тормоз с фиксирующим узлом типа "упорная гайка-винт" с несамотормозящейся резьбой", авторское свидетельство №2827073, а также изобретение (51) МПК 7 В 60 Т 17/16, В 61 Н 11/02 "Автоматический пневматический стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемой величиной тормозного нажатия" - прототип изобретения, который использует резинометаллическую воздушную камеру тормозного цилиндра и запорный клапан с регулятором давления для фиксации тормозов в заторможенном состоянии с заданной величиной тормозного нажатия. При этом автоматическое управление стояночным тормозом осуществляется с помощью воздушного переключательного клапана, имеющего поршень золотникового типа внутри цилиндрического корпуса, фиксированное положение которого зависит от давления регулировочной пружины и подаваемого к нему воздуха. Ручное управление стояночным тормозом осуществляется с помощью тормозного клапана, имеющего ручной механический привод.

Недостаток конструкции прототипа заключается в том, что: 1) корпус переключательного клапана стояночного тормоза выполнен в виде пневматического цилиндра одностороннего действия с расположенным внутри него поршнем золотникового типа, фиксация положения которого в рабочих положениях зависит от усилия регулировочной пружины и давления подводимого к клапану воздуха. Четкая фиксация поршня при этом в нужных положениях возможна только при строго дозированной по величине давления ступенчатой подаче воздуха к переключательному клапану с величиной ступени, равной разнице необходимого давления воздуха в начале и в конце переключения.

Постепенная или недозированная подача воздуха к переключательному клапану приведет к фиксации или задержке поршня в промежуточном положении и нарушению работы всего тормоза; 2) тормозной клапан оборудован механическим ручным приводом, неудобным в процессе эксплуатации из-за того, что он совмещен с самим тормозным клапаном и требует размещения клапана отдельно от стояночного тормоза в доступном для управления месте; 3) запорный клапан включает в себя громоздкий механический пружинный регулятор давления с грубыми ступенями регулирования.

Задача изобретения заключается: 1) в разработке более надежной конструкции переключательного и тормозного клапанов с четкой устойчивой фиксацией их поршней золотникового типа в рабочих положениях; 2) в разработке конструкции привода с дистанционным ручным управлением стояночного тормоза; 3) в разработке новой конструкции регуляторов давления с более простой, надежной и точной регулировкой ступеней давления воздуха с возможностью использования регулятора как для запорного, так и для переключательного клапанов стояночного тормоза.

Решение поставленной задачи достигается за счет: 1) применения в конструкции переключательного и тормозного клапанов пневмоцилиндров двухстороннего действия с четкой фиксацией их поршней золотникового типа в двух крайних, верхнем и нижнем положениях; 2) замены ручного механического привода тормозного клапана на дистанционный пневматический привод с ручным управлением; 3) разработки для запорного и переключательного клапанов однотипного регулятора давления клапанного типа.

Конструкция стояночного тормоза железнодорожного транспортного средства с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением поясняется чертежом.

Тормоз содержит резинометаллическую воздушную камеру 1, запорный клапан 2 с регулятором давления клапанного типа 3, переключательный клапан 4 с регулятором давления клапанного типа 3 и два тормозных клапана 5 и 6.

Резинометаллическая воздушная камера 1 состоит из гофрированного резинового цилиндра 40 и двух металлических дисков 41, прикрепленных с торцов к гофрированному резиновому цилиндру 40 с помощью кольцевых зажимов. К одному из металлических дисков приварены два металлических штуцера 37 и 38, один - для наполнения камеры воздухом, другой - для спуска из нее конденсата.

Запорный клапан изготовлен из корпуса цилиндрической формы 2, состоящего из двух частей, соединенных между собой с помощью резьбы. Внутри верхней части расположен клапан поршневого типа 33 с двумя кольцевыми уплотнительными манжетами и прикрепленной с торца резиновой пробкой. Снаружи для подсоединения воздушных шлангов к верхней части корпуса приварен штуцер 34, а к нижней - 31. К нижней части корпуса с помощью фланцевого соединения присоединена крышка 20 со штуцером 36 для подсоединения воздушного шланга. Сверху в клапан поршневого типа для его закрытия ввернут толкатель 32, а в центральное осевое сквозное отверстие нижней части корпуса для открытия клапана установлен толкатель 35. К верхней части корпуса с помощью фланцевого соединения прикреплен регулятор давления клапанного типа 3, состоящий из резинового клапана 26, прикрепленного к резиновой диафрагме 60, направляющей втулки 25, регулировочной пружины 22, нажимного стержня 21, корпуса регулятора 3, выполненного из двух частей с фланцевым соединением и резьбой на верхней части корпуса, регулировочной крышки 22 с резьбой, седла клапана 27 в нижней части корпуса, имеющей подводящий воздушный канал 28 и четыре осевых отводящих канала 29; двух резиновых диафрагм 30, установленных во фланцевых соединениях корпуса с регулятором давления и нижней крышкой.

Переключательный клапан 4 состоит из металлического цилиндрического корпуса 61 с нижней крышкой 19, к которой приварен штуцер 48 для подсоединения воздушного шланга. Сверху цилиндрическая часть корпуса по резьбе соединена с регулятором давления 3 клапанного типа, аналогичного регулятору давления запорного клапана.

Внутри корпуса размещен поршень 14 золотникового типа с уплотнительными манжетами. В цилиндрической части корпуса просверлены пять отверстий, из которых отверстия 43 и 47 сообщены с атмосферой, а штуцер отверстия 44 сообщен со штуцером отверстия 31 запорного клапана, штуцер отверстия 45 - со штуцером отверстия 51 тормозного клапана 5, штуцер отверстия 46 - с разобщительным краном 7.

Тормозной клапан 5 состоит из металлического цилиндрического корпуса 62 с верхней 17 и нижней 18 крышками со штуцерами 56 и 58 для соединения штуцера 58 со штуцером 57 тормозного клапана 6 и штуцером 48 переключательного клапана 4, а штуцер 56 - со штуцером 55 тормозного клапана 6. Штуцер отверстия 59 соединен с краном 9, штуцер отверстия 51 соединен шлангом со штуцером отверстия 45 переключательного клапана 4, штуцер отверстия 50 - со штуцером отверстия 36 запорного клапана, штуцер отверстия 64 - со штуцером отверстия 52 тормозного клапана 6.

Внутри корпуса 62 тормозного клапана 5 находится поршень 13 золотникового типа с уплотнительными манжетами.

Тормозной клапан 6 состоит из металлического цилиндрического корпуса 63 с верхней 15 и нижней 16 крышками со штуцерами 57 и 55. Штуцер 57 соединен шлангом со штуцером 58 тормозного клапана 5, а штуцер 55 - со штуцером 56 тормозного клапана 5 и с краном 10. В корпусе просверлены три отверстия, из которых отверстие 54 соединено с атмосферой; штуцер отверстия 52 соединен шлангом со штуцером отверстия 64 тормозного клапана 5, а штуцер отверстия 53 соединен шлангом с краном 8. Внутри корпуса 63 расположен поршень 12 золотникового типа с уплотнительными манжетами.

Переключательный трехходовой воздушный кран 8 и два разобщительных воздушных крана 7 и 9 служат для функционального переключения стояночного тормоза.

Переключательные трехходовые воздушные краны 10 и 11 служат для дистанционного управления тормозными клапанами 5 и 6.

Работа предложенного стояночного тормоза характеризуется шестью режимами: "Отключенное положение", "Рабочий режим", "Автоматическая фиксация", "Автоматический отпуск", "Ручная фиксация", "Ручной отпуск".

Каждый автоматический режим стояночного тормоза определяется состоянием его клапанов и зависит от давления воздуха в тормозной магистрали 65 и в магистрали тормозного цилиндра 66. Схема режима ручного управления собирается путем переключения воздушных кранов 7, 8, 9, 10, 11.

Технологией работы стояночного тормоза предусмотрено, чтобы фиксация тормозов подвижного состава в заторможенном состоянии осуществлялась только после производства экстренного торможения автоматическими пневматическими тормозами подвижного состава при давлении воздуха в тормозной магистрали 55, равном нулю, и при максимальном давлении воздуха в тормозных цилиндрах 42, которое установлено режимом воздухораспределителя и регуляторами давления переключательного и запорного клапанов 3.

Схема режима "Отключенное положение" собирается установкой вручную разобщительного воздушного крана 7 и переключательного крана 8 в такое положение, при котором магистраль тормозного цилиндра 66 соединяется через кран 8 непосредственно с тормозным цилиндром 42 по цепи: магистраль тормозного цилиндра 66 - кран 8 - штуцер тормозного цилиндра 39 - тормозной цилиндр 42.

Схема "Рабочий режим" собирается установкой кранов 7 и 8 в положения, когда магистраль тормозного цилиндра 66 сообщается с тормозным цилиндром 42 через клапаны стояночного тормоза. При этом поршни 12 и 13 тормозных клапанов 5 и 6 находятся в крайнем нижнем положении, а поршень 14 переключательного клапана 4 - в крайнем верхнем положении. Путь воздуха от магистрали тормозного цилиндра 66 к тормозному цилиндру 42 проходит по цепи: магистраль тормозного цилиндра 66 - кран 8 - отверстия 53 и 52 клапана 6 - отверстия 64 и 51 клапана 5 - отверстия 45 и 46 клапана 4 - кран 7 - отверстие 39 тормозного цилиндра - тормозной цилиндр 42. По данной цепи происходит наполнение и опорожнение тормозного цилиндра воздухом при всех видах служебного торможения и отпуска тормозов.

Режим "Автоматическая фиксация" включается при экстренном торможении, когда давление воздуха в тормозном цилиндре 42 достигает уровня, на который отрегулирован регулятор давления 3 переключательного клапана 4. При этом происходит срабатывание регулятора давления 3 и опускание поршня 14 переключательного клапана 4 в крайнее нижнее фиксированное положение и тогда тормозной цилиндр 42 сообщится с атмосферой по цепи: тормозной цилиндр 42 - кран 7 - отверстия 46 и 47 переключательного клапана 4, а воздушная камера 1 тормозного цилиндра 42 сообщится с магистралью тормозного цилиндра 66 через запорный клапан 2 по цепи: магистраль тормозного цилиндра 66 - кран 8 - отверстия 53 и 52 клапана 6 - отверстия 64 и 51 клапана 5 - отверстия 45 и 44 клапана 4 - отверстия 31 и 34 запорного клапана 2 - отверстие 37 воздушной камеры 1 тормозного цилиндра 42 - воздушная камера 1. При достижении давления воздуха в воздушной камере 1 тормозного цилиндра 42, на которое отрегулирован регулятор давления 3 запорного клапана 2, регулятор сработает, перемещая под давлением воздуха клапан 33 вниз до упора в седло и прерывая воздушную цепь в звене 34-31 клапана 2, перекрывая выход воздуха из тормозного цилиндра 42, фиксируя тем самым заторможенное состояние тормозов подвижного состава.

Режим "Автоматический отпуск" из зафиксированного состояния тормозов осуществляется при отпуске пневматических тормозов подвижного состава и зарядке тормозной магистрали 65 воздухом до давления 0,5 МПа. При этом воздух из тормозной магистрали 65 поступает под диафрагму 30 запорного клапана 2 по цепи: тормозная магистраль 65 - разобщительный воздушный кран 9 - отверстия 59 и 50 клапана 5 - штуцер 36 нижней крышки 20 запорного клапана 2. При этом под воздействием усилия диафрагмы 30 запорного клапана 2 на толкатель 35 поршень 33 открывается, сообщая воздушную камеру 1 тормозного цилиндра 42 с атмосферой по цепи: воздушная камера 1 - штуцеры 34 и 31 клапана 2 - отверстия 44 и 43 клапана 4, которые сообщаются после поднятия в верхнее крайнее фиксированное положение поршня 14 клапана 4, под воздействием воздуха, поступающего из тормозной магистрали 65 к штуцеру 48 нижней крышки 19 клапана 4 по цепи: тормозная магистраль 65 - воздушный кран 11 - отверстие 48 клапана 4.

Режим "Ручное торможение" с автоматической фиксацией тормозов в заторможенном состоянии осуществляется за счет воздуха, набранного из тормозной магистрали маневрового локомотива и направленного в воздушную камеру 1 тормозного цилиндра 42, после поворота ручек воздушных кранов 10 и 11 стояночного тормоза в тормозное положение. При этом поршни 12 и 13 клапанов 6 и 5 займут крайнее верхнее фиксированное положение за счет сообщения нижних полостей под поршнями 12 и 13 с тормозной магистралью 65 по цепи: тормозная магистраль 65 - кран 10 - штуцеры 55 и 56 нижних крышек клапанов 5 и 6, а верхних полостей над поршнями 12 и 13 - с атмосферой по цепи: штуцеры 57 и 58 клапанов 6 и 5 - воздушный кран 11 - атмосфера.

Питание тормозного цилиндра 42 воздухом из тормозной магистрали 65 происходит по цепи: тормозная магистраль 65 - воздушный кран 9 - отверстия 59 и 51 клапана 5 - отверстия 45 и 46 переключательного клапана 4 - воздушный кран 7 - штуцер 39 тормозного цилиндра 42 - тормозной цилиндр 42.

При заданном давлении воздуха в тормозном цилиндре 42 и регуляторе давления 3 переключательного и запорного клапанов 5 и 2 переключательный клапан 4 сработает, его поршень 14 переместится вниз, воздух из тормозной магистрали 65 через кран 9 - отверстия 59 и 51 клапана 5, отверстия 45 и 44 переключательного клапана 4 и штуцеры 31 и 34 запорного клапана 2 поступит через штуцер 37 в воздушную камеру 1 тормозного цилиндра 42, в то время как тормозной цилиндр 42 по цепи: тормозной цилиндр 42 - штуцер 39 - воздушный кран 7, отверстия 46 и 47 переключательного клапана 4 соединяется с атмосферой. После достижения в воздушной камере 1 тормозного цилиндра 42 заданного регулятором давления 3 уровня он сработает, закроет клапан 33 запорного клапана 2 и произойдет автоматическая фиксация заторможенного состояния пневматических тормозов подвижного состава. После этого воздух из тормозной магистрали 65 необходимо выпустить.

Режим "Ручной отпуск" зафиксированных вручную тормозов осуществляется после наполнения тормозной магистрали 65 воздухом от маневрового локомотива и поворота ручек воздушных кранов 10 и 11 в первоначальное положение, соответствующее положению их до поворота при ручном торможении. При этом воздух из тормозной магистрали 65 поступит через штуцер 48 клапана 4 под поршень 14 и поднимет его вверх, а поступив через штуцеры 57 и 58 клапанов 5 и 6 сверху над поршнями 12 и 13, опустит их вниз. Произойдет переключение тормозных 5 и 6 и переключательного 4 клапанов, при этом воздух из тормозной магистрали 65 по цепи: тормозная магистраль 65 - кран 9 - отверстия 59 и 50 тормозного клапана 5 - штуцер 36 поступит под крышку 20 запорного клапана 2 и откроет его. Тогда воздух из воздушной камеры 1 тормозного цилиндра 42 выйдет в атмосферу по цепи: воздушная камера 1 - штуцер 37 - штуцеры 34 и 31 запорного клапана 2 - отверстия 44 и 43 переключательного клапана 4 - атмосфера.